Análise proteômica do estresse hídrico em cafeeiro

Abstract

Déficit hídrico é um dos fatores ambientais mais importantes para a diminuição da produtividade do cafeeiro, tanto no Brasil quanto em outros países produtores. O estabelecimento de estratégias para obtenção de cultivares tolerantes ao estresse hídrico depende da compreensão das respostas biológicas ao nível genético, molecular e bioquímico. Para estudar a resposta ao estresse hídrico no gênero Coffea, foi estabelecida uma rede de pesquisa em proteômica (PROTEOPAR - Programa Proteoma do Paraná) constituída de oito laboratórios. Quatro genótipos de Coffea, com diferentes respostas fisiológicas à seca, foram analisados: C. canephora (Clone 14, tolerante e Clone 109A, sensível) e C. arabica (BA10, tolerante e Geisha, sensível). Proteínas foram extraídas de folhas e raízes de plantas (18 meses de idade) mantidas em casa-de-vegetação, utilizando-se o método de SDS-Fenol modificado. Os regimes hídricos constituíram-se dos seguintes tratamentos: controle irrigado, estresse hídrico severo (-4,0 MPa de potencial de água) e recuperação pós-estresse (36 horas após irrigação). Os extratos protéicos foram distribuídos aos laboratórios do PROTEOPAR para obtenção e análise do padrão de expressão protéica diferencial via eletroforese bidimensional. O método de identificação de proteínas PMF ("Peptide mass fingerprinting") foi aplicado utilizando-se um espectrômetro de massa (MS) do tipo MALDI-TOF e comparando os espectros de digestão tríptica contra bancos de dados baseados em ESTs de Coffea.

Water deficit is an important environmental factor that decreases the productivity of coffee in Brazil and several other producing countries. Knowledge on coffee drought tolerance at the molecular, biochemical and genetic levels may permit to design strategies for the development of tolerant cultivars. To study drought stress response in Coffea,a proteomic research network (PROTEOPAR -Paraná Proteome Program) constituted of eight laboratories was established. Four Coffea genotypes with differential physiological response to drought were used: C. canephora (Clone 14, droughttolerant and Clone 109A, drought-sensitive) and C. arabica (BA10, drought-tolerant and Geisha, drought-sensitive). Proteins were extracted from leafs and roots of eighteen-month old greenhouse grown plants using a modified SDS-Phenol method. The treatments were: unstressed, submitted to a severe water deficit (-4.0 MPa water pressure potential) and recovered (36 hours after water stress). The protein extracts were distributed to the laboratories of the PROTEOPAR for comparative 2D analyses to identify protein spots differently expressed. Peptide mass fingerprint (PMF) was used for the identification of these proteins using MALDI-TOF mass spectrometry (MS) of tryptic peptides and comparisons with ESTbased coffee database.